《Nature》8月最受关注的十篇论文

英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章（2016年7月4日 ～ 2016年8月3日）：

石墨烯自身从二维结构变成三维结构
Nature 535 (2016年7月14日)

本期封面所示为来自一个单层主体石墨烯层的三个 “丝带”的并行自组装。20多年前，人们设想石墨烯可被折叠和剪切成有用形式，如一种纳米尺度的折纸。在本期Nature上，James Annett 和Graham Cross描述了一个系统，在其中单层石墨烯能通过一个折叠、滑动和撕破的过程将自身重组成三维结构。当一小片石墨烯被折叠接触到其本身时，它自然会开始滑动，并在这个过程中撕成一条带状结构，就像丝带一样。当一个动能能障消除时，这种二维材料能合并成我们更熟悉的三维分层形式。这一“剥皮” (peeling)现象的驱动因素是一个热力学机制，该机制很稳定，即便是在室温下的空气中也足以能够在大面积内发挥作用。 这些发现有望成为以机械方式促动二维材料的一个新机制以及将它们组装成复杂三维架构的一个新方式。封面: Domhnall Malone

灵长类大脑中的基因表达
Nature 535 (2016年7月21日)

继近年来小鼠和人类大脑基因表达图集发表之后，Ed Lein及同事现又发表了反映猕猴出生前和出生后大脑发育情况的一个高分辨率转录图集。猕猴是用于人脑发育和疾病研究的最重要非人灵长类模型。他们的数据呈现了与脑成熟相关的全面转录动态，同时比较分析也揭示了人类特有的基因轨迹。与人类神经发育疾病相关的候选风险基因倾向于在发育中的猕猴新脑皮层中以疾病特异性模式共表达(co-expressed)。

变化中的生物季节
Nature 535 (2016年7月14日)

不同物种对气候的物候反应的不同使人们担心，关键物种相互作用可能会随着时间的推移去同步(desynchronize)，对生态系统功能造成一定后果。Stephen Thackeray等人利用时间跨度从1960年到2012年的超过1万个物候数据集再结合温度和降水数据对英国各地812种陆地和水生生物的气候敏感性进行了研究。物候气候敏感性的幅度和方向在不同营养级(trophic level)之间存在一个系统性差别，尽管在具有共同分类相近度(taxonomic affinity)和营养位(trophic position)的生物之间存在明显异质性。尤其是，次级消费者比初级生产者和消费者的气候敏感性更低。作者提出，不同营养级的不同物候-气候敏感性今后有可能导致季节性事件的去同步。

肠道微生物和宿主胰岛素敏感性
Nature 535 (2016年7月21日)

这项研究探讨微生物肠道代谢组与胰岛素抗性之间的关系，发现在胰岛素抗性个体中脂多糖和支链氨基酸(BCAA)生物合成的潜力增大。这表明，由生态失调诱导的血清代谢组变化有助于糖尿病的发生。微生物功能与胰岛素抗性之间的正相关主要是由少数几种微生物驱动的，尤其是普氏菌(Prevotella copri)和普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)。让小鼠感染普氏菌，导致血清中BCAA循环水平升高和葡萄糖耐受不良加重。

方向选择性的神经网络
Nature 535 (2016年7月7日)

视网膜的 “星爆无长突细胞” (SAC)树突在计算运动视觉刺激之检测的方向选择性中扮演一个必不可少的角色。过去关于SAC解剖情况的研究工作大多涉及野兔的视网膜。现在，Kevin Briggman及同事发表了在单突触层面对小鼠视网膜所做的一次大规模重建，它显示抑制性和激发性输入突触在SAC树突上的分布存在明显的非对称性。通过电脑模拟和进一步的生理成像，本文作者发现，小鼠特定的视网膜回路适应了其与野兔相比较小的眼睛大小。如果没有这种适应性，那么小鼠将看不见慢速运动的物体。

由蛋白质Gasdermin 诱导的细胞死亡的机制
Nature 535 (2016年7月7日)

Pyroptosis是一种由炎症造成的程序化细胞死亡，是先天免疫反应的组成部分，由炎性体蛋白Gasdermin D在半胱天冬酶介导下的分解触发。这项研究分析Gasdermin在Pyroptosis中发挥功能的分子机制。Jingjin Ding等人发现，Gasdermin D、A和A3的N-端区域是有细胞毒性的，因为它们在哺乳动物细胞和人工转化的细菌中都通过膜孔(membrane pore)的形成破坏细胞膜。这些孔大多数直径约为10-14纳米，有16个对称的原体(protomer)。在本期Nature的另一篇论文中，Judy Lieberman及同事提供的证据表明， “半胱天冬酶-11”对Gasdermin D的分解(以前被发现介导Pyroptosis)诱导N-端区域的寡聚和膜孔的形成。

乳腺癌对化疗的抵抗力
Nature 535 (2016年7月21日)

乳腺癌易感基因BRCA1和BRCA2的功能是保护基因组不发生DNA损伤。由于这个原因，能够损伤DNA的药物在临床上被用来治疗缺失BRCA的癌症。然而，这些治疗的有效性窗口可能较窄，很多癌症会产生抗药性。André Nussenzweig及同事发现，细胞因PTIP蛋白的失去而产生抗药性。在没有该蛋白的情况下，在DNA复制过程中停滞的复制叉会受到保护而不发生降解，这使得细胞能够存活。这项研究揭示了对癌症治疗产生抵抗力的一个以前人们不知道的机制。

变成药物治疗对象的抗肿瘤目标
Nature 535 (2016年7月14日)

免疫调控药物如thalidomide、lenalidomide 和 pomalidomide已证明对骨髓瘤有疗效。这些药物通过 “E3泛素连接酶” CRL4CRBN 的基质受体部分 “cereblon” (CRBN)定向作用于CRL4CRBN (CUL4–DDB1–RBX1–cereblon)。在这项研究中，Mary E. Matyskiela 等人识别出一种新的免疫调控药物，即CC-885，它以一个不同的基质为作用目标，该基质就是 “翻译终止因子” GSPT1。来自患者的急性骨髓性白血病肿瘤细胞对CC-885高度敏感。作者还获得了CRBN–DDB1–CC-885–GSPT1复合物的晶体结构，发现GSPT1在其表面上以相同方式与这种酶和这种药物结合。另一个cereblon 基质，即Ikaros，也通过一个类似的结构特征与该 “药物-酶”复合物结合，这可能意味着该药物对基质增补(substrate recruitment)采用一个共同的主题。

成神经细胞瘤的一个统一的致病机制
Nature 535 (2016年7月14日)

MYCN基因充当神经细胞瘤的一个主致癌基因，其致癌作用是由肿瘤抑制因子 “微RNAlet-7”调控的。let-7 抑制因子LINB28被认为对MYCN的致癌作用有贡献。这篇研究报告发现了一个新的调控层，通过它，高水平的MYCN 信使 RNA针对let-7能充当一块海绵，绕过对LIN28B负调控的需要。在人类成神经细胞瘤的发展过程中，let-7的破坏可以通过包括基因丢失、LIN28B破坏或MYCN扩增在内的不同非重叠机制实现，说明它在致病过程中起一个重要作用。

来自人体微生物群的新型抗生素
Nature 535 (2016年7月28日)

绝大多数系统性细菌感染都是来自人体微生物群的内源性病原体造成的。这是由于其多药耐药性菌株的普遍存在，机会病原体 金黄葡萄球菌（Staphylococcus aureus, 常见于鼻孔外口）是临床上最重要的病原体之一。允许或干预病原体定植的机制目前仍不清楚。这项研究显示，里昂葡萄球菌（S. lugdunensis），一种与金黄葡萄球菌共享鼻腔环境、与金黄葡萄球菌人类带菌率降低相关的共生菌，产生了一种新型环肽抗生素lugdunin，它在动物模型中抑制了金黄葡萄球菌的定植。Lugdunin对主要病原体具有杀菌作用，且不易使金黄葡萄球菌产生抗药性，这说明lugdunin，或产生lugdunin的共生菌对于防止葡萄球菌感染可能有重要价值。